ASTM C1198-08e1
通過聲波共振的高級陶瓷的動態楊氏模量 剪切模量和泊松比的標準測試方法

Standard Test Method for Dynamic Young's Modulus, Shear Modulus, and Poisson's Ratio for Advanced Ceramics by Sonic Resonance

被代替

標準號

ASTM C1198-08e1

發布

2008年

發布單位

美國材料與試驗協會

替代標準

ASTM C1198-09

當前最新

ASTM C1198-20

 

 

適用范圍

該測試方法可用于材料開發、表征、設計數據生成和質量控制目的。它特別適合測定彈性、均質和各向同性的高級陶瓷的模量。該測試方法本質上是非破壞性的。僅向樣品施加微小的應力，從而最大限度地減少斷裂的可能性。施加和消除測量應力的時間約為數百微秒。利用這種測試方法，可以在高溫下進行測量，其中延遲的彈性和蠕變效應將使靜態載荷計算的模量測量無效。該測試方法在某些方面比使用靜態加載系統測量先進陶瓷的模量具有優勢。它本質上是無損的，可用于為其他測試準備的樣本。樣本受到微小應變；因此，模量是在應力-應變曲線的原點或附近測量的，斷裂的可能性最小。施加和消除測量應力的時間約為數百微秒。利用這種測試方法，可以在高溫下進行測量，其中延遲的彈性和蠕變效應將使靜態載荷計算的模量測量無效。聲波共振頻率技術還可用作無損評估工具，用于檢測和篩選陶瓷零件中的缺陷（裂紋、空隙、孔隙率、密度變化）。這些缺陷可能會改變測試樣本的彈性響應和觀察到的共振頻率。 Guide E 2001 描述了使用共振頻率法檢測金屬和非金屬零件中此類缺陷的程序。
1.1 該測試方法涵蓋先進陶瓷動態彈性性能的測定。這些材料的樣本具有特定的機械共振頻率，該頻率由測試樣本的彈性模量、質量和幾何形狀決定。因此，如果可以測量該材料的合適測試樣本的幾何形狀、質量和機械共振頻率，則可以計算該材料的動態彈性特性。動態楊氏模量是使用彎曲振動模式中的共振頻率來確定的。動態剪切模量或剛性模量是通過扭轉共振得出的。動態楊氏模量和動態剪切模量用于計算泊松比。
1.2 該測試方法通過以連續可變的頻率機械激勵具有適當幾何形狀的測試樣本來測量其共振頻率。通過使用傳感器將循環電信號轉換成作用在樣本上的循環機械力來提供棒的機械激勵。第二個傳感器感測樣本產生的機械振動并將其轉換為電信號。通過示波器或其他方式測量信號的幅度和頻率，以檢測所需模式下的共振。樣本的共振頻率、尺寸和質量用于計算動態楊氏模量和動態剪切模量。 （見圖 1） 1.3 該測試方法特別適用于彈性、均質和各向同性的高級陶瓷 (1)。復合材料特性（顆粒、晶須或纖維增強）的先進陶瓷可以通過該測試方法進行測試，并了解增強材料的特性（體積分數、尺寸、形態、分布、取向、彈性性能和界面結合）測試樣品中的彈性會對彈性性能產生直接影響。 ……

專題

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